摘要: 介紹(shao)了(le)(le)(le)煤(mei)(mei)化(hua)(hua)工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)(shui)質特點，其治理(li)(li)難點體現在: 水(shui)(shui)(shui)質復雜，難降解(jie)有(you)機物濃度高(gao)并且毒(du)性大。從(cong)煤(mei)(mei)化(hua)(hua)工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)的(de)物化(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)、生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)和深(shen)度處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)方面闡述了(le)(le)(le)目前國內外煤(mei)(mei)化(hua)(hua)工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)工(gong)(gong)藝，并著(zhu)重(zhong)分析了(le)(le)(le)A/O 法(fa)、SBＲ 法(fa)、生(sheng)(sheng)物膜(mo)法(fa)、物理(li)(li)吸附法(fa)、高(gao)級氧化(hua)(hua)法(fa)以(yi)(yi)及膜(mo)分離(li)方法(fa)在工(gong)(gong)程運用中所(suo)存在的(de)問題，展望了(le)(le)(le)煤(mei)(mei)化(hua)(hua)工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)未來的(de)發展方向，表明了(le)(le)(le)物化(hua)(hua)和生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)的(de)優(you)化(hua)(hua)組合是該類(lei)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)必(bi)然(ran)趨勢。指出了(le)(le)(le)煤(mei)(mei)化(hua)(hua)工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)關鍵(jian)技(ji)術(shu)為泡沫的(de)消除，多元酚的(de)降解(jie)，酚類(lei)物質的(de)毒(du)性控制(zhi)以(yi)(yi)及酚類(lei)物質降解(jie)的(de)微生(sheng)(sheng)物培(pei)養(yang)，為煤(mei)(mei)制(zhi)氣產(chan)業發展中廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)提供了(le)(le)(le)好的(de)借(jie)鑒(jian)與參考。

關鍵詞: 煤化工廢水; 泡沫; 多元酚; 毒性; 微生物特性

據調(diao)查(cha)，“十一五”期間(jian)國(guo)家批(pi)準的十幾家煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)項(xiang)目(mu)廢(fei)(fei)水(shui)達(da)(da)到(dao)國(guo)家要求“零排放(fang)”的企業未見報道，煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)理(li)穩定運行(xing)(xing)達(da)(da)標(biao)(biao)的企業也是(shi)為數不多。主要原因在于(yu)煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)發展年限(xian)不長(chang)，煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)的水(shui)質隨著氣化爐工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)不同和(he)煤(mei)(mei)(mei)質不同而(er)變化，以(yi)及煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)中污染物降解機理(li)研究的不夠深入，帶來了目(mu)前國(guo)內的煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)五花(hua)八門，生活污水(shui)處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)、常規工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)都在煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)理(li)中應用過。這就使(shi)得煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)企業難以(yi)選擇廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)，建(jian)成(cheng)的煤(mei)(mei)(mei)化工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)理(li)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)程運行(xing)(xing)效(xiao)果不穩定，存在難以(yi)達(da)(da)標(biao)(biao)等現象。

目前(qian)，國內為數較多的煤(mei)(mei)化工(gong)企業由于(yu)廢水處(chu)理工(gong)程運行不穩定，無法(fa)達(da)到零排放(fang)和達(da)標排放(fang)，使得建成(cheng)的煤(mei)(mei)化工(gong)企業正(zheng)常(chang)生產(chan)無法(fa)運行。因此(ci)，煤(mei)(mei)化工(gong)廢水的“零排放(fang)”問題已經成(cheng)為制約煤(mei)(mei)化工(gong)產(chan)業正(zheng)常(chang)運轉的難點。

“十二(er)五”期間，我國(guo)將投資40 000 億元致力于(yu)煤化(hua)工企(qi)業的建設和(he)發(fa)展(zhan)，但是煤化(hua)工企(qi)業的廢水處理以及零排(pai)放將成為制(zhi)約煤化(hua)工行業發(fa)展(zhan)的瓶頸。

1 煤化工廢水處理技術現狀

近年來，國內(nei)外研究者不斷提出新的方法和技術用于處理煤化工廢水，但(dan)各有利弊。

① 普通活性污泥工藝難以承受(shou)如(ru)此(ci)高(gao)濃度的(de)難降(jiang)解物質，即使在(zai)短(duan)時間(jian)內取得較高(gao)的(de)COD 去除率，但出水(shui)中難降(jiang)解有(you)機物含量(liang)依然較高(gao)、脫氮效率很(hen)低(di)［1］。

② A/O 工藝能夠(gou)較好(hao)地去除氨氮，但出(chu)水COD 濃度仍難以滿(man)足排(pai)放標準［2］。

③ SBＲ 工藝能夠較(jiao)好地抗沖擊性(xing)(xing)負荷(he)，但是抵抗酚毒性(xing)(xing)的耐(nai)受性(xing)(xing)較(jiao)差，污泥容(rong)易流失［3］。

④ 生物膜法能夠較好地保(bao)持污泥量，但COD去除效率低，負荷低，難以處理大流量煤化工廢水［4］。

⑤ 物(wu)理吸(xi)(xi)附工藝(yi)雖能有效地降低出水COD，但存在吸(xi)(xi)附劑再生和(he)二次污染等問題［5］。

⑥ 高級氧(yang)(yang)化(hua)(hua)工藝能(neng)夠快(kuai)速(su)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)分解(jie)難(nan)降解(jie)有機(ji)物并提(ti)高廢水可生化(hua)(hua)性，但實際應(ying)用中運行費用過高，無法(fa)形(xing)成產業規(gui)模［6］。

⑦ 膜分離技術能夠較(jiao)好(hao)地將各(ge)種(zhong)污(wu)染(ran)物從廢水(shui)中分離出來，使得出水(shui)水(shui)質較(jiao)好(hao)，但(dan)也存在(zai)嚴(yan)重的(de)膜污(wu)染(ran)和(he)使用壽(shou)命(ming)等問題［7］。

生物+ 物化(hua)組(zu)合處理(li)(li)技(ji)術是煤化(hua)工(gong)廢(fei)(fei)水處理(li)(li)技(ji)術的(de)必然發展趨勢(shi)，當煤化(hua)工(gong)廢(fei)(fei)水中(zhong)難(nan)降解污染物或(huo)有機氮(dan)含量較高時，單純生物處理(li)(li)工(gong)藝將難(nan)以穩定(ding)(ding)達標，采用物化(hua)處理(li)(li)工(gong)藝能夠減少廢(fei)(fei)水中(zhong)難(nan)降解有機物的(de)含量和改善廢(fei)(fei)水可生化(hua)性(xing)，減輕(qing)生物工(gong)藝的(de)處理(li)(li)負荷，為廢(fei)(fei)水達標排放(fang)或(huo)回用奠定(ding)(ding)良(liang)好的(de)基礎條件［8］。

2 煤化工廢水處理關鍵技術解析

煤化工廢水(shui)處理關鍵(jian)技術(shu)的(de)理論與(yu)應(ying)用研究(jiu)對(dui)維持(chi)新型(xing)煤化工行(xing)業(ye)健康(kang)運行(xing)、實現真正(zheng)的(de)廢水(shui)“零排放”具有十分重要的(de)意義。國內外對(dui)于煤化工廢水(shui)處理相關研究(jiu)大多停留在試(shi)驗研究(jiu)階段，將煤化工廢水(shui)中的(de)特征污染物(wu)降解(jie)的(de)關鍵(jian)技術(shu)研究(jiu)成果寥(liao)寥(liao)無幾。

2. 1 泡沫的消除

煤化(hua)(hua)(hua)工(gong)廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)含有大量的(de)帶有羥基的(de)雜環(huan)類物(wu)(wu)(wu)質、脂肪烴類物(wu)(wu)(wu)質和表面活(huo)性(xing)(xing)劑物(wu)(wu)(wu)質，這些物(wu)(wu)(wu)質是目(mu)前(qian)煤化(hua)(hua)(hua)工(gong)廢(fei)(fei)水(shui)生物(wu)(wu)(wu)處(chu)理裝置(zhi)泡(pao)(pao)沫產生的(de)元兇，應該在預(yu)處(chu)理段盡可能去除。但若采用(yong)常規隔(ge)油池和空氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)浮工(gong)藝(yi)，空氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)會使廢(fei)(fei)水(shui)色度(du)(du)加深，多元酚氧(yang)化(hua)(hua)(hua)轉化(hua)(hua)(hua)為中(zhong)間產物(wu)(wu)(wu)苯醌類物(wu)(wu)(wu)質難(nan)以生化(hua)(hua)(hua)降解，增加了后(hou)續(xu)生物(wu)(wu)(wu)工(gong)藝(yi)處(chu)理的(de)難(nan)度(du)(du)。根(gen)據(ju)煤化(hua)(hua)(hua)工(gong)廢(fei)(fei)水(shui)這一特點，哈爾濱工(gong)業大學研發的(de)惰性(xing)(xing)氣(qi)(qi)體除油技術(shu)，不僅解決了煤化(hua)(hua)(hua)工(gong)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)除油問(wen)題，而且避免(mian)了廢(fei)(fei)水(shui)的(de)預(yu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)，減(jian)小了后(hou)續(xu)處(chu)理的(de)泡(pao)(pao)沫問(wen)題［9］。

2. 2 多元酚的降解途徑

煤(mei)化(hua)(hua)工(gong)(gong)廢水(shui)中的多(duo)元(yuan)(yuan)酚(fen)不能(neng)直接被微生物(wu)降(jiang)解(jie)和(he)使(shi)微生物(wu)增(zeng)殖(zhi)，只能(neng)通過(guo)厭氧共(gong)代謝而被轉化(hua)(hua)去除，采用簡單有(you)(you)機(ji)分子(zi)共(gong)基質強化(hua)(hua)多(duo)元(yuan)(yuan)酚(fen)的厭氧過(guo)程，不僅有(you)(you)效(xiao)地控(kong)制了厭氧泡沫(mo)問題，還(huan)可有(you)(you)效(xiao)降(jiang)低多(duo)元(yuan)(yuan)酚(fen)抑(yi)制微生物(wu)增(zeng)殖(zhi)的難題，顯(xian)著(zhu)提(ti)高酚(fen)類(lei)的底物(wu)利用率(lv)。針對煤(mei)化(hua)(hua)工(gong)(gong)廢水(shui)這一特(te)點，哈爾濱工(gong)(gong)業大學(xue)研發的多(duo)元(yuan)(yuan)酚(fen)厭氧( EC) 共(gong)代謝機(ji)理(li)與應用成果，可以顯(xian)著(zhu)提(ti)高酚(fen)類(lei)物(wu)質的生物(wu)降(jiang)解(jie)性能(neng)。這一成果獲得了國際同(tong)行的認(ren)可，獲得國際水(shui)質協會( International water association，IWA) 2012 年度(du)東(dong)亞地區工(gong)(gong)程創新獎［10］。

2. 3 酚類物質的毒性控制

酚類(lei)物(wu)(wu)質(zhi)對于微生物(wu)(wu)具(ju)有(you)(you)一定(ding)的毒(du)性(xing)，高濃(nong)(nong)(nong)度的酚類(lei)物(wu)(wu)質(zhi)可以(yi)殺菌(jun)和(he)抑制微生物(wu)(wu)的增殖(zhi)，目前運行的煤(mei)化(hua)(hua)工(gong)廢水(shui)(shui)處(chu)理裝置內微生物(wu)(wu)增殖(zhi)緩慢，酚類(lei)物(wu)(wu)質(zhi)殺菌(jun)是典型(xing)特(te)征(zheng)。為(wei)降(jiang)(jiang)低煤(mei)化(hua)(hua)工(gong)廢水(shui)(shui)酚類(lei)物(wu)(wu)質(zhi)的殺菌(jun)特(te)征(zheng)，哈(ha)爾濱(bin)工(gong)業大學研發(fa)的生物(wu)(wu)增濃(nong)(nong)(nong)( BE)機理與應(ying)用成果，通過控制特(te)定(ding)的水(shui)(shui)力條件、高生物(wu)(wu)添(tian)加劑、高污泥(ni)濃(nong)(nong)(nong)度、高污泥(ni)齡等(deng)參(can)數，在(zai)最(zui)佳回流比和(he)低氧狀態下，酚類(lei)物(wu)(wu)質(zhi)的毒(du)性(xing)得到有(you)(you)效(xiao)降(jiang)(jiang)低。低氧狀態具(ju)有(you)(you)水(shui)(shui)解酸化(hua)(hua)作用，對難(nan)降(jiang)(jiang)解的COD 有(you)(you)較好(hao)的適(shi)應(ying)性(xing); 低溶氧又創(chuang)造了同步硝化(hua)(hua)反硝化(hua)(hua)脫氮的條件，在(zai)一定(ding)程(cheng)度上實現(xian)了脫氮過程(cheng); 低溶氧曝氣(qi)有(you)(you)效(xiao)避免了泡沫的產生; 生物(wu)(wu)增濃(nong)(nong)(nong)( BE) 工(gong)藝對含酚廢水(shui)(shui)處(chu)理效(xiao)果十分(fen)顯著［11］。

2. 4 酚類物質降解的微生物培養

煤(mei)化工(gong)(gong)廢水含有大量(liang)難降解有機物(wu)(wu)，對于生(sheng)物(wu)(wu)處理中(zhong)的(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)篩選(xuan)是一個嚴峻的(de)(de)考驗(yan)，自(zi)然(ran)界的(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)很難適應(ying)煤(mei)化工(gong)(gong)廢水中(zhong)的(de)(de)特征污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)。因此篩選(xuan)適應(ying)煤(mei)化工(gong)(gong)廢水的(de)(de)優選(xuan)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)是研究機構的(de)(de)難點(dian)，通過對中(zhong)煤(mei)龍(long)化哈(ha)爾(er)濱氣化廠(chang)污(wu)(wu)水處理工(gong)(gong)藝中(zhong)的(de)(de)菌種進(jin)行(xing)(xing)復合培養和保(bao)藏，進(jin)行(xing)(xing)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)種群分析和16Sr ＲNA 基因序列測(ce)定，提交美國國立生(sheng)物(wu)(wu)技術信息(xi)中(zhong)心( National Center for Biotechnology Information)Genbank 數(shu)據庫進(jin)行(xing)(xing)BLAST 生(sheng)物(wu)(wu)核酸(suan)數(shu)據庫進(jin)行(xing)(xing)對比。證明該微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)菌劑降解酚類物(wu)(wu)質的(de)(de)有效性，并能增強(qiang)廢水處理裝置的(de)(de)抗沖擊性［12］。

3 結語

針對目前煤(mei)化(hua)工項目普(pu)遍(bian)缺乏(fa)水資(zi)源和(he)水環(huan)境(jing)條件支(zhi)撐的(de)現(xian)狀，依托已有(you)示(shi)范(fan)工程(cheng)的(de)典(dian)型(xing)(xing)案例，提出了(le)煤(mei)化(hua)工廢(fei)水處理(li)關鍵問(wen)題解析，并對將來的(de)研究(jiu)熱點和(he)關鍵問(wen)題進(jin)行了(le)展望。為(wei)(wei)了(le)響應國家“節能減排(pai)”及(ji)“低碳經濟”，建議企業和(he)研究(jiu)機構結合實(shi)(shi)際工程(cheng)應用，在理(li)論研究(jiu)與實(shi)(shi)際工程(cheng)應用實(shi)(shi)現(xian)煤(mei)化(hua)工廢(fei)水零排(pai)放技術的(de)成功銜接，為(wei)(wei)煤(mei)化(hua)工行業真正成為(wei)(wei)資(zi)源節約型(xing)(xing)、環(huan)境(jing)友好型(xing)(xing)產業，對緩解水資(zi)源危機和(he)促進(jin)水資(zi)源良性(xing)發展有(you)重(zhong)要的(de)現(xian)實(shi)(shi)意義(yi)。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章